摘要：变电站直流系统是变电站非常重要的组成部分，对供电的可靠性要求很高。本文阐述了直流系统接地故障的分类及可能造成的危害，并提出了故障的查找方法和处理措施，最后对直流系统环网危害及如何处理进行了分析，为变电站直流系统故障处理提供参考。
关键词：变电站；直流系统接地故障；环网危害
引言
变电站直流系统是变电站正常运行的重要组成部分，它的主要任务就是给控制、信号、继电保护、自动装置、断路器操作、事故照明等提供直流电源。直流系统的正常运行与否关系到继电保护及断路器能否正确动作，会影响变电站乃至整个电力系统的安全运行。因此在其发生故障时要在最短的时间内进行处理，才能保证设备安全可靠运行。
1直流系统接地故障危害
直流接地分为正极接地、负极接地和两极接地3种情况。正极接地：可能造成继电保护及自动装置误动。因为一般出口中间继电器线圈，跳、合闸线圈等均接直流负极。若正极接地越过操作按钮或控制开关触点就会引起继电保护误动作。负极接地：可能造成继电保护及自动装置拒动。因为合闸或跳闸线圈被接地点短接而产生拒动，造成无法合闸或事故无法跳闸，从而发生越级跳闸，造成事故扩大。两极接地：可能造成跳闸或合闸回路短路，短路电流过大还可能烧坏继电器的触点和造成直流熔断器熔断，导致保护及操作装置等失去电源。
2故障查找方法
变电站的直流接地虽然是复杂的，无论是常规保护还是微机保护，其故障的排除法是一致的。首先确定是正极接地还是负极接地，测量正负极对地电压，有效区分是正极接地还是负极接地。（1）极性分析，上述已经对变电站直流系统接地故障的相关原因进行了分析，因此，我们要想更好地判断故障原因，就应当对极性进行有效分析，看出现接地故障的原因是由于人为原因、环境原因还是设备老化因素造成的。如果有工作人员在进行设备检修时，应立即停止工作，检查接地故障是否由该工作引起。（2）拉路法，线路分段检查是常用的故障检查方法之一，对分段线路进行断路处理观察接地信号是否消失，如果消失则可以确定线路故障的位置了。拉路前一定要核查该回路是否为重要回路，一般要遵循“先拉信号及照明，后拉操作回路；先拉室外馈线后拉室内馈线”的原则。拉路法不能影响运行中的设备，拉路处理的过程中时间以1-2S最佳，无论接地是否在该馈线都应立刻恢复供电。（3）便携式仪器查找定位方法，使用便携式的直流接地故障查找仪，查找直流接地不失为一种好方法，对接地故障的排除在时间上和安全上都是好帮手。不需断开直流回路电源，移动式的采集互感器在各分布回路上测量。如果出现接地回路就报警。
3接地故障处理
(1)根据直流系统接地报警，关键是尽快查出接地性质与接地支路。正常运行时，正极对地电压为110V，负极对地电压为-110V。当发生单点非金属性接地时，相应正极或负极对地电压降减少，另一负极或正极对地电压升高，例如:当正极对地发生单点非金属性接地时，则U+﹤110V、U-﹥110V，据此，判断故障性质为正极单点接地。当发生单点金属性接地时，相应正极或负极对地电压为零，另一负极或正极对地电压为220V，例如:当正极对地发生单点金属性接地时，则U+=0V、U-=-220V，据此，判断故障性质为正极单点接地。(2)通过拉合开关，判断接地支路，也称“拉路法”。就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于3秒，一般先从信号回路、照明回路，再操作回路、保护回路等。逐项拉合支路开关，每次观察直流屏的监控单元情况，如果当拉开某路后告警信号消失，再次合上该路开关，告警信号再次出现，则断定此支路接地。当确定了接地点的回路范围后，再根据回路中可能接地的线路和设备，逐步缩小查找范围，直至找出接地点。一般情况下，潮湿污秽地方的电气设备元件容易发生非金属性接地。(3)低频交流信号注入法查找。该方法是将低频低电压的交流信号注入直流系统，当直流系统运行正常时，正负极的电流方向相反、大小相等，所以任一支路测得的电流和为零;当直流系统支路有接地故障时，在该故障支路能测出低频接地电流，由此，计算出接地电阻，从而判断接地支路。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该方法查找主要使用便携式直流接地定位装置、绝缘监测装置等仪器。
4直流环网危害
（1）可能引起火灾，当发生环网时由于两组蓄电池的实际容量与自放电存在差异两套直流系统之间将产生环流，但控制回路电缆线径通常较小，如2.5mm2、1mm2，当存在几安培甚至几十安培环流时，电缆将长期处于过载状态致过热，可能引发火灾，烧毁直流系统。（2）缩短蓄电池使用寿命，蓄电池在生产过程中会受到制造工艺的影响，使得同一个生产批次的蓄电池在实际容量与自放电率等存在差异，而不同生产厂家的蓄电池更是如此。在两套蓄电池出现并列运行时，由于浮充电压一致，将导致其中一组蓄电池过充电，另一组蓄电池欠充电。过充电与欠充电都将缩短蓄电池的寿命;任何一组蓄电池中出现落后电池，将同时拖垮两套蓄电池。（3）接地故障检测灵敏度下降，每套直流系统均配有接地检测用的平衡桥电阻R，现市场上有一部分在线绝缘装置是通过检测对地电压变化量来计算对地绝缘装置电阻，但测量电阻值小于整定值时装置发出直流接地告警信号。因此当直流系统发生环网时会使在线绝缘装置检测灵敏度下降。（4）影响空开级差配合。当两套直流系统正负级同时环网时，如果发生直流系统短路故障，将由两套直流电源提供短路电流，而直流空开级差配合是单套直流电源提供短路电流为条件设计的，因此，两套直流系统正负极同时环网，将影响空开的级差配合，导致越级跳闸，扩大了直流系统停电范围。
5环网问题的原因分析、环网点查找及解决方法
为了更好地保障变电站供电的稳定性，变电站的直流系统中大多是采用双电双充的配置。一般情况下，两组蓄电池之间需要分开运行，但是受各种因素影响，两套原本应该独立运行的直流系统出现了电气连接现象，造成环网现象的发生。(1)环网产生的原因,分析产生环网的原因主要有以下几点：一是在施工过程中负荷电源线连接错误，两段母线跨接，某个负荷电源线多于两根，多出的电源线接到另一段母线。二是倒负荷操作，在未将原来的那段负荷断开的情况下，将负荷转移到另外一段母线，两段母线同时供电出现环网。三是在同一电缆中，分属两段母线的供电电缆之间绝缘降低继而出现环网现象。(2)环网故障的查找方法可以采用如下几种方法：第一，采用回路查找法，对可能产生环网的直流支路核对标识及图纸回路走向等逐一排查，找出引起两段直流环网的二次回路，拉开该二次回路电源后，通过通路法和摇测绝缘便可找出环网点，该方法要求检修人员有较强的回路查找能力和工作经验，较难快速查找故障。第二，采用拉路法，根据负荷的重要性，依次短时拉开直流屏所供直流负荷各回路。当切除某一回路时环网故障消失，则说明故障就在该回路之内。继续运用拉路法，就可进一步确定故障在此回路的哪一支路当中。该方法比较直接，但是可能存在直流回路标识不清晰而误拉空开，造成保护或测控装置失电的危险。第三，可能采用一些先进设备检查环网故障点，如“直流系统环网故障带电查找仪”等。将该仪器信号源接入直流系统的一段母线，装置检测完系统状况后，将在所有的环网回路加入一个特征信号，再使用手持器检测两段母线的所有馈线支路，并记录下环网故障馈线支路，确定环网支路后再分级查找。该方法具有可以快速定位故障，有效避免上述两种方法的缺点，现场可操作性强等优点。（3）直流环网故障解决方法。对于两段母线中，给同一负荷供电的环网支路，直接断开其中一个空开，即可解除该环网。给不同负荷供电的环网支路，从接信号源的母线中的环网支路开始向负荷方向查找环网点，当环网信号流向另一段母线时，即为环网故障点，对照图纸该负荷属于哪段母线就将其接回所属母线。对于查出是寄生回路的，将其拆除即可。
结语
直流接地故障和环网问题是变电站运行中经常发生的直流故障问题，给整个电力系统运行的稳定性和可靠性造成很大影响，而引发直流接地和环网故障产生的原因有很多，所以，在实际工作中要加强对这些问题的重视，要做到及时发现、及时解决，以便保障变电站的正常运行。
参考文献:
［1］闫晓伟.变电站中直流系统存在的环网问题及解决方法[J].科技创新与应用，2016(26).
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［3］潘祖鸿、朱海松、赵良涛等.变电站直流系统环网问题分析与对策探究[J].山东工业技术，2014(7)：125.
论文作者:李志艺
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签：回路论文; 故障论文; 环网论文; 支路论文; 正极论文; 变电站论文; 系统论文; 《电力设备》2019年第5期论文;